UA140082U - METHOD OF CRYPTOGRAPHIC TRANSFORMATION OF INFORMATION - Google Patents
METHOD OF CRYPTOGRAPHIC TRANSFORMATION OF INFORMATION Download PDFInfo
- Publication number
- UA140082U UA140082U UAU201906584U UAU201906584U UA140082U UA 140082 U UA140082 U UA 140082U UA U201906584 U UAU201906584 U UA U201906584U UA U201906584 U UAU201906584 U UA U201906584U UA 140082 U UA140082 U UA 140082U
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- blocks
- functional operations
- substitution
- cryptographic
- cyclic shift
- Prior art date
Links
- 230000009466 transformation Effects 0.000 title claims abstract description 39
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 claims abstract description 31
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 claims abstract description 30
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 14
- 238000000844 transformation Methods 0.000 claims abstract description 13
- PXFBZOLANLWPMH-UHFFFAOYSA-N 16-Epiaffinine Natural products C1C(C2=CC=CC=C2N2)=C2C(=O)CC2C(=CC)CN(C)C1C2CO PXFBZOLANLWPMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 244000287680 Garcinia dulcis Species 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000010365 information processing Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Error Detection And Correction (AREA)
Abstract
Спосіб криптографічного перетворення інформації полягає в тому, що бітні блоки інформаційної послідовності подають у вигляді тривимірних матриць (кубиків). Як S-блок формують змінну тривимірну матрицю підстановок, що будують отриманням мультиплікативно зворотного елемента х-1 над розширеним кінцевим полем Галуа GF(28) та шляхом виконання афінного перетворення y=М.х-1++ над примітивним двійковим полем Галуа GF(2). Як матрицю М афінного перетворення використовують змінні обернені симетричні матриці, які вибирають відповідно до значення циклового ключа, і функціональні операції циклічного зсуву і додавання за модулем 2, перемішування та ковзного кодування не фіксовані, а залежать від стану ключа, і ітеративна обробка примітивними криптографічними перетвореннями відбувається у такій послідовності: функціональні операції циклічного зсуву і додавання за модулем 2 (ShiftRow), перемішування (permutation), підстановка (substitution), функціональні операції ковзного кодування (SlidCode).The method of cryptographic transformation of information is that the bit blocks of the information sequence are presented in the form of three-dimensional matrices (cubes). As an S-block, a variable three-dimensional matrix of substitutions is formed, which is constructed by obtaining a multiplicative inverse element x-1 over the extended Galois finite field GF (28) and by performing an affine transformation y = M.x-1 ++ over a primitive Galois binary field GF (2 ). Variable inverse symmetric matrices are used as the M affinity transformation matrix, which are selected according to the value of the cyclic key, and the functional operations of cyclic shift and addition modulo 2, mixing and sliding coding are not fixed, but depend on the key state, and iterative processing by primitive cryptographic transformations occurs. in the following sequence: functional operations of cyclic shift and addition modulo 2 (ShiftRow), mixing (permutation), substitution (substitution), functional operations of sliding coding (SlidCode).
Description
Корисна модель належить до галузі криптографічного захисту інформації і може бути використана в засобах шифрування у системах обробки інформації для розширення їх можливостей.The utility model belongs to the field of cryptographic information protection and can be used in encryption tools in information processing systems to expand their capabilities.
Відомий спосіб криптографічного перетворення (1), який грунтується на тому, що інформаційна послідовність подається у вигляді 64 бітних блоків, які підлягають ітеративній обробці примітивними криптографічними перетвореннями: перестановка (рептиіайоп) за допомогою блоків перестановок (Р-блоків); підстановка (зиБ5ійшіоп) за допомогою блоків підстановок (5-блоків); функціональні операції циклічного зсуву і додавання за модулем 2 за допомогою відповідних пристроїв. Ітеративна обробка полягає у багатократному виконанні однакових груп перетворень, що забезпечують необхідні умови стійкості криптографічного перетворення: розсіювання (за допомогою Р-блоків) та перемішування (за допомогою 5-блоків) інформаційних даних.There is a known method of cryptographic transformation (1), which is based on the fact that the information sequence is presented in the form of 64-bit blocks, which are subject to iterative processing by primitive cryptographic transformations: permutation (repetition) using permutation blocks (P-blocks); substitution (zyB5iyshiop) using substitution blocks (5-blocks); functional operations of cyclic shift and addition modulo 2 using appropriate devices. Iterative processing consists in multiple execution of the same groups of transformations, which provide the necessary conditions for stability of cryptographic transformation: scattering (using P-blocks) and mixing (using 5-blocks) of information data.
Недоліками цього способу є: те, що для криптографічного перетворення інформації у як 5- блок виступає фіксована матриця підстановок, що не дає змогу гнучко змінювати параметри криптографічної обробки та динамічно керувати процесом перемішування інформаційних даних, а також те, що для функціональної операції перемішування використовуються фіксовані значення параметрів зсуву.The disadvantages of this method are: the fact that for the cryptographic transformation of information into a 5-block, a fixed matrix of substitutions is used, which does not allow to flexibly change the parameters of cryptographic processing and dynamically control the process of shuffling information data, as well as the fact that for the functional shuffling operation, fixed values of the shift parameters.
Найбільш близьким до запропонованого технічним рішенням, вибраним як найближчий аналог, є удосконалений спосіб криптографічного перетворення |2), який грунтується на тому, що інформаційну послідовність подають у вигляді бітних блоків, які підлягають ітеративній обробці примітивними криптографічними перетвореннями: перемішування (рептишіайоп) за допомогою блоків перемішування кубиків (блоків РептиїЗ3О); підстановка (5!Ирзійшіоп) за допомогою блоків підстановок (5-блоків); функціональні операції циклічного зсуву і додавання за модулем 2 (5пПШНОмМм) за допомогою відповідних пристроїв. При цьому бітні блоки інформаційної послідовності подають у вигляді тривимірних матриць (кубиків) і як 5-блок формують змінну тривимірну матрицю підстановок, і будується отриманням мультиплікативно зворотного елемента х" над розширеним кінцевим полем Галуа СЕ(29) та шляхом виконання афінного перетворення у-М:х"--рД над примітивним двійковим полем Галуа СЕ(2), при цьому як матрицю М афінного перетворення використовують змінні обернені симетричні матриці, якіThe closest to the proposed technical solution, chosen as the closest analog, is an improved method of cryptographic transformation |2), which is based on the fact that the information sequence is presented in the form of bit blocks, which are subject to iterative processing by primitive cryptographic transformations: shuffling (reptyshyop) using blocks mixing of cubes (ReptiyaZ3O blocks); substitution (5!Irziyshiop) using substitution blocks (5-blocks); functional operations of cyclic shift and addition modulo 2 (5pPShNOmMm) using appropriate devices. At the same time, the bit blocks of the information sequence are presented in the form of three-dimensional matrices (cubes) and as a 5-block form a variable three-dimensional matrix of substitutions, and it is constructed by obtaining the multiplicative inverse element x" over the extended finite Galois field CE(29) and by performing the affine transformation y-M :x"--rD over the primitive Galois binary field CE(2), while variable inverse symmetric matrices are used as the matrix M of the affine transformation, which
Зо вибирають відповідно до значення циклового ключа, і функціональні операції циклічного зсуву не фіксовані, а залежать від стану ключа.Zo is chosen according to the value of the cyclic key, and the functional operations of the cyclic shift are not fixed, but depend on the state of the key.
Недоліками аналогу є те, що для криптографічного перетворення інформації як 5-блок виступає фіксована матриця підстановки, що не дає змогу гнучко змінювати параметри криптографічної обробки та динамічно керувати процесом підстановки інформаційних даних, і те, що для криптографічного перетворення інформації параметри підстановки фіксовані, і те що для криптографічного перетворення інформації параметри циклічного зсуву фіксовані.The disadvantages of the analogue are that for cryptographic transformation of information as a 5-block, a fixed substitution matrix acts, which does not allow to flexibly change the parameters of cryptographic processing and dynamically control the process of substitution of information data, and that for cryptographic transformation of information, the substitution parameters are fixed, and that that for the cryptographic transformation of information, the cyclic shift parameters are fixed.
В основу корисної моделі поставлена задача створити спосіб криптографічного перетворення інформації, який за рахунок використання чотирьох тривимірних криптографічних перетворень (підстановки, перемішування, циклічного зсуву і ковзного кодування) дасть змогу гнучко змінювати параметри криптографічної обробки та динамічно керувати процесом циклічного зсуву і додавання за модулем 2, перемішування та ковзного кодування інформаційних даних у тривимірному просторі, і функціональні операції циклічного зсуву і додавання за модулем 2, перемішування та ковзного кодування не фіксовані, а залежать від стану ключа, і ітеративна обробка примітивними криптографічними перетвореннями відбувається у такій послідовності: функціональні операції циклічного зсуву і додавання за модулем 2 (ЗпПійНОм), перемішування (рептшаїйоп), підстановка (5!ирвійшіоп), функціональні операції ковзного кодування (5іІіаСоаве).The basis of a useful model is the task of creating a method of cryptographic transformation of information, which, due to the use of four three-dimensional cryptographic transformations (substitution, shuffling, cyclic shift and sliding coding), will make it possible to flexibly change the parameters of cryptographic processing and dynamically control the process of cyclic shift and addition according to module 2, shuffling and sliding coding of information data in three-dimensional space, and functional operations of cyclic shift and addition by modulo 2, shuffling and sliding coding are not fixed, but depend on the state of the key, and iterative processing by primitive cryptographic transformations occurs in the following sequence: functional operations of cyclic shift and addition by modulo 2 (ZpPiiNOm), shuffling (reptshaiiop), substitution (5!irviyshiop), functional operations of sliding coding (5iIiaSoave).
Поставлена задача вирішується тим, що спосіб криптографічного перетворення інформації, який полягає в тому, що інформаційну послідовність подають у вигляді бітних блоків, які підлягають ітеративній обробці примітивними криптографічними перетвореннями: функціональні операції циклічного зсуву і додавання за модулем 2 (ЗПШНОмМ) за допомогою відповідних пристроїв, підстановка (5!йб5ійшіоп) за допомогою блоків підстановок (5-блоків); перемішування (рептиїайоп) за допомогою блоків перемішування кубиків (Р-блоків); функціональні операції ковзного кодування (5іІіЯ4Соде) - за допомогою змішаних кодів Грея, у якому згідно з корисною моделлю, бітні блоки інформаційної послідовності подають у вигляді тривимірних матриць (кубиків) і як 5-блок формують змінну тривимірну матрицю підстановки, що будується отриманням мультиплікативно зворотного елемента х над розширеним кінцевим полем Галуа СЕ(29) та шляхом виконання афінного перетворення у-М'х"-р над примітивним двійковим полем Галуа СЕ(2), при цьому як матрицю М афінного перетворення використовують бо змінні обернені симетричні матриці, які вибирають відповідно до значення циклового ключа, і функціональні операції циклічного зсуву і додавання за модулем 2, перемішування та ковзного кодування не фіксовані, а залежать від стану ключа, і ітеративна обробка примітивними криптографічними перетвореннями відбувається у такій послідовності: функціональні операції циклічного зсуву і додавання за модулем 2 (5ПйНВоОм), перемішування (рептиіаїййоп), підстановка (вирвійшіоп), функціональні операції ковзного кодування (51ІіаСоавє).The problem is solved by the fact that the method of cryptographic transformation of information, which consists in the fact that the information sequence is presented in the form of bit blocks, which are subject to iterative processing by primitive cryptographic transformations: functional operations of cyclic shift and addition modulo 2 (ZPSHNOmM) using appropriate devices, substitution (5!yb5iyshiop) using blocks of substitutions (5-blocks); shuffling (repeating) with the help of cube shuffling blocks (P-blocks); functional operations of sliding coding (5iIiYa4Sode) - with the help of mixed Gray codes, in which, according to a useful model, the bit blocks of the information sequence are presented in the form of three-dimensional matrices (cubes) and as a 5-block form a variable three-dimensional substitution matrix, which is built by obtaining a multiplicative inverse element x over the extended finite Galois field CE(29) and by performing the affine transformation y-M'x"-p over the primitive binary Galois field CE(2), while variable inverse symmetric matrices are used as the matrix M of the affine transformation, which are chosen accordingly to the value of the cyclic key, and the functional operations of cyclic shift and addition modulo 2, shuffling and sliding coding are not fixed, but depend on the state of the key, and iterative processing by primitive cryptographic transformations occurs in the following sequence: functional operations of cyclic shift and addition modulo 2 ( 5PyNVoOm), mixing (reptiiaiiyop), substitution (vyr viyshiop), functional operations of sliding coding (51IiaSoavye).
Технічний результат, який може бути отриманий при здійсненні корисної моделі полягає в отриманні можливості гнучко змінювати параметри криптографічної обробки інформаційних даних та динамічно керувати процесом циклічного зсуву і додавання за модулем 2, перемішування та ковзного кодування.The technical result that can be obtained when implementing a useful model consists in obtaining the ability to flexibly change the parameters of cryptographic processing of information data and dynamically control the process of cyclic shift and addition according to module 2, shuffling and sliding coding.
Спосіб криптографічного перетворення інформації реалізується тим, що інформаційну послідовність подають у вигляді 256 бітних блоків, які підлягають ітеративній обробці примітивними криптографічними перетвореннями: функціональні операції циклічного зсуву і додавання за модулем 2 (ЗПІШНОМм) - за допомогою відповідних пристроїв, підстановка (вирвійшіоп) за допомогою блоків підстановок (5-блоків); перемішування (рептшиіаййоп) за допомогою блоків перемішування кубиків (Р-блоків); функціональні операції ковзного кодування (ЗідСоде) за допомогою змішаних кодів Грея. Як 5-блок виступає змінна матриця підстановок, яку будують отриманням мультиплікативно зворотного елемента х над розширеним кінцевим полем Галуа СЕ(28) та шляхом виконання афінного перетворення (І) над примітивним двійковим полем Галуа (СБ(2) при цьому як симетричну матрицю М афінного перетворення використовують змінні обернені симетричні матриці, які вибирають відповідно до значення циклового ключа, і функціональні операції циклічного зсуву і додавання за модулем 2, перемішування та ковзного кодування не фіксовані, а залежать від стану ключа, і ітеративна обробка примітивними криптографічними перетвореннями відбувається у такій послідовності: функціональні операції циклічного зсуву і додавання за модулем 2 (ЗпПІйНоОм), перемішування (рептиїайоп), підстановка (зйиБзійшіоп), функціональні операції ковзного кодування (51іаСоавє).The method of cryptographic transformation of information is realized by the fact that the information sequence is presented in the form of 256-bit blocks, which are subject to iterative processing by primitive cryptographic transformations: functional operations of cyclic shift and addition modulo 2 (ZPISHNOMm) - with the help of appropriate devices, substitution (vyrviyshiop) with the help of blocks substitution (5-blocks); shuffling (reptshiiyayop) using cube shuffling blocks (P-blocks); functional operations of sliding coding (ZidSode) using mixed Gray codes. As a 5-block, there is a variable matrix of substitutions, which is constructed by obtaining a multiplicatively inverse element x over the extended finite Galois field CE(28) and by performing an affine transformation (I) over a primitive binary Galois field (СБ(2) while as a symmetric matrix M of the affine transformations use variable inverse symmetric matrices, which are chosen according to the value of the cyclic key, and the functional operations of cyclic shift and addition modulo 2, shuffling and sliding coding are not fixed, but depend on the state of the key, and the iterative processing by primitive cryptographic transformations occurs in the following sequence: functional operations of cyclic shift and addition by module 2 (ZpPIiNoOm), shuffling (reptiiaiop), substitution (zyiBziysiop), functional operations of sliding coding (51iaSoavye).
Цикловий ключ виробляють із ключа шифрування за допомогою алгоритму вироблення ключів. Довжина циклового ключа дорівнює довжині блока. Циклові ключі генеруються із ключа шифрування за допомогою розширення ключа. Розширений ключ являє собою лінійний масив 4-байтових слів. Тобто на кожній ітерації криптографічного перетворення використовується відповідна симетрична матриця М, яка за допомогою циклового 4-байтового ключа може вибиратися із великої множини обернених матриць. Це надає змогу у процесі криптографічного перетворення гнучко змінювати матрицю перемішування та динамічно керувати процесом перемішування, підстановки, циклічного зсуву і ковзного кодування інформаційних даних.The cyclic key is generated from the encryption key using the key generation algorithm. The length of the cyclic key is equal to the length of the block. Cycle keys are generated from the encryption key using key expansion. The extended key is a linear array of 4-byte words. That is, at each iteration of the cryptographic transformation, a corresponding symmetric matrix M is used, which can be selected from a large set of inverse matrices with the help of a cyclic 4-byte key. This makes it possible to flexibly change the shuffling matrix in the process of cryptographic transformation and dynamically control the process of shuffling, substitution, cyclic shift and sliding coding of information data.
В залежності від етапу раундового ключа вибирається параметр перемішування, підстановки, циклічного зсуву і ковзного кодування, шляхом складання за модулем 2 всіх байтів ключа, встановлення 1 в молодший розряд результату складання (для утворення непарного значення) і позбавлення від старшого розряду результату складання (залишається 7 з 8 значущих біт). Остаточне значення визначає величину зсуву у поточному раунді.Depending on the stage of the round key, the parameter of shuffling, substitution, cyclic shift and sliding coding is selected by adding modulo 2 all bytes of the key, setting 1 in the lower digit of the result of addition (to form an odd value) and getting rid of the higher digit of the result of addition (remains 7 with 8 significant bits). The final value determines the amount of shift in the current round.
Таким чином, за рахунок використання змінних обернених симетричних матриць і змінної (залежного від раундового ключа) функції підстановки вдається на кожній ітерації криптографічного перетворення інформації застосовувати як 5-блок динамічно змінювані матриці підстановок і річні величини ковзного кодування, що дає змогу гнучко змінювати параметри криптографічної обробки та динамічно керувати процесом циклічного зсуву і додавання за модулем 2, перемішування та ковзного кодування інформаційних даних у тривимірному просторі.Thus, due to the use of variable inverse symmetric matrices and a variable (dependent on the round key) substitution function, it is possible to apply dynamically changing substitution matrices and annual values of sliding coding as a 5-block at each iteration of the cryptographic transformation of information, which makes it possible to flexibly change the parameters of cryptographic processing and dynamically control the process of cyclic shift and addition by module 2, shuffling and sliding coding of information data in three-dimensional space.
Джерела інформації: 1. "РГІРБ5 РОВ 46-3" ЕЕСЕВАЇ ІМЕОВМАТІОМ РАЕОСЕББІМИ 5БІАМОАКОВ РОВІ САТІОМ. рАТА ЕМСАМРТІОМ ЗТАМОАНВО (ОЕ5) 1999 ОКіобег 25, радез 26. пЕруЛлимли. емегузрес.сот/МІЗТ/МІЗТ-РІРБ/домпіоайд. рир"зрес- ГІР РОВ 46-3.030171. раї 2. Патент України на корисну модель Ме99696, МПК (с:09С 11/00 (2015.01). Спосіб криптографічного перетворення інформації/ Біленький А.Я., Навроцький Д.О.; заявник і патентовласник Національний авіаційний університет. - Мо ц201404060; заявл. 16.04.2014; опубл. 25.06.2015, Бюл. Мо 12-5 с.Sources of information: 1. "RGIRB5 ROV 46-3" EESEVAI IMEOVMATIOM RAEOSEBBIMY 5BIAMOAKOV ROVI SATIOM. RATA EMSAMRTIOM ZTAMOANVO (OE5) 1999 OKiobeg 25, radez 26. pEruLlymly. emeguzres.sot/MIZT/MIZT-RIRB/dompioaid. ryr"zres- GIR ROV 46-3.030171. rai 2. Patent of Ukraine for a utility model Me99696, IPC (p:09С 11/00 (2015.01). Method of cryptographic transformation of information / Bilenky A.Ya., Navrotskyi D.O.; applicant and the patent owner is the National Aviation University. - Mo c201404060; application 04/16/2014; published 06/25/2015, Mo 12-5 p.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
UAU201906584U UA140082U (en) | 2019-06-12 | 2019-06-12 | METHOD OF CRYPTOGRAPHIC TRANSFORMATION OF INFORMATION |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
UAU201906584U UA140082U (en) | 2019-06-12 | 2019-06-12 | METHOD OF CRYPTOGRAPHIC TRANSFORMATION OF INFORMATION |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
UA140082U true UA140082U (en) | 2020-02-10 |
Family
ID=71117190
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
UAU201906584U UA140082U (en) | 2019-06-12 | 2019-06-12 | METHOD OF CRYPTOGRAPHIC TRANSFORMATION OF INFORMATION |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
UA (1) | UA140082U (en) |
-
2019
- 2019-06-12 UA UAU201906584U patent/UA140082U/en unknown
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
UA140082U (en) | METHOD OF CRYPTOGRAPHIC TRANSFORMATION OF INFORMATION | |
UA140083U (en) | METHOD OF CRYPTOGRAPHIC TRANSFORMATION OF INFORMATION | |
UA140084U (en) | METHOD OF CRYPTOGRAPHIC TRANSFORMATION OF INFORMATION | |
UA140089U (en) | METHOD OF CRYPTOGRAPHIC TRANSFORMATION OF INFORMATION | |
UA140078U (en) | METHOD OF CRYPTOGRAPHIC TRANSFORMATION OF INFORMATION | |
UA140081U (en) | METHOD OF CRYPTOGRAPHIC TRANSFORMATION OF INFORMATION | |
UA140088U (en) | METHOD OF CRYPTOGRAPHIC TRANSFORMATION OF INFORMATION | |
UA140086U (en) | METHOD OF CRYPTOGRAPHIC TRANSFORMATION OF INFORMATION | |
UA133746U (en) | METHOD OF CRYPTOGRAPHICAL TRANSFER OF INFORMATION | |
UA143958U (en) | METHOD OF CRYPTOGRAPHIC TRANSFORMATION OF INFORMATION | |
UA140080U (en) | METHOD OF CRYPTOGRAPHIC TRANSFORMATION OF INFORMATION | |
UA140090U (en) | METHOD OF CRYPTOGRAPHIC TRANSFORMATION OF INFORMATION | |
UA133748U (en) | METHOD OF CRYPTOGRAPHICAL TRANSFER OF INFORMATION | |
UA144133U (en) | METHOD OF CRYPTOGRAPHIC TRANSFORMATION OF INFORMATION | |
UA144139U (en) | METHOD OF CRYPTOGRAPHIC TRANSFORMATION OF INFORMATION | |
UA133745U (en) | METHOD OF CRYPTOGRAPHICAL TRANSFER OF INFORMATION | |
UA140079U (en) | METHOD OF CRYPTOGRAPHIC TRANSFORMATION OF INFORMATION | |
UA144138U (en) | METHOD OF CRYPTOGRAPHIC TRANSFORMATION OF INFORMATION | |
UA140087U (en) | METHOD OF CRYPTOGRAPHIC TRANSFORMATION OF INFORMATION | |
UA144143U (en) | METHOD OF CRYPTOGRAPHIC TRANSFORMATION OF INFORMATION | |
UA140085U (en) | METHOD OF CRYPTOGRAPHIC TRANSFORMATION OF INFORMATION | |
UA133744U (en) | METHOD OF CRYPTOGRAPHICAL TRANSFER OF INFORMATION | |
UA140092U (en) | METHOD OF CRYPTOGRAPHIC TRANSFORMATION OF INFORMATION | |
UA133740U (en) | METHOD OF CRYPTOGRAPHICAL TRANSFER OF INFORMATION | |
UA133739U (en) | METHOD OF CRYPTOGRAPHICAL TRANSFER OF INFORMATION |